生物炭節(jié)水保肥與固碳減排機理和關鍵應用技術研究

目 錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2.1 生物炭在農(nóng)業(yè)領域的研究現(xiàn)狀 1
1.2.2 生物炭在環(huán)境領域的研究現(xiàn)狀 3
1.2.3 生物質(zhì)能在能源領域的研究現(xiàn)狀 4
參考文獻 4
第2章 生物炭對不同質(zhì)地土壤結(jié)構(gòu)及水力特征參數(shù)的影響試驗 6
2.1 試驗設計 6
2.2 生物炭對不同質(zhì)地土壤容重、孔隙度的影響 6
2.3 生物炭對不同質(zhì)地土壤水分含量的影響 9
2.3.1 生物炭對砂土飽和含水量、毛管含水量、田間持水量的影響 10
2.3.2 生物炭對粉砂壤土飽和含水量、毛管含水量、田間持水量的影響 12
2.4 生物炭對不同質(zhì)地土壤水分特征的影響 13
2.4.1 生物炭對砂土、粉砂壤土飽和導水率的影響 14
2.4.2 生物炭對砂土、粉砂壤土水分擴散率的影響 17
2.4.3 生物炭對砂土、粉砂壤土水分特征曲線的影響 22
2.5 生物炭對砂土低吸力水分特征曲線的影響 27
2.5.2 花生殼炭對砂土低壓水分特征曲線的影響 28
2.5.3 花生殼炭對砂土同孔隙度的影響 29
2.6 本章小結(jié) 30
參考文獻 31
第3章 盆栽試驗條件下生物炭對砂壤土節(jié)水保肥的影響及對作物的生長調(diào)控 32
3.1 試驗設計 32
3.2 不同生育期生物炭對砂壤土容重的影響 33
3.3 不同生育期生物炭對砂壤土孔隙度的影響 33
3.3.1 對土壤總孔隙度的影響 34
3.3.2 對土壤毛管孔隙度的影響 35
3.3.3 對土壤通氣孔隙度的影響 36
3.4 不同生育期生物炭對砂壤土持水能力的影響 37
3.4.1 生物炭對砂壤士體積含水量的影響 37
3.4.2 生物炭對砂壤土毛管含水量的影響 37
3.5 不同生育期生物炭對土壤pH的影響 38
3.6 生物炭對土壤陽離子交換量的影響 39
3.7 不同生育期生物炭對土壤養(yǎng)分的影響 40
3.7.1 生物炭對土壤有機質(zhì)的影響 40
3.7.2 生物炭對土壤堿解氮的影響 41
3.7.3 生物炭對土壤速效磷的影響 42
3.7.4 生物炭對土壤速效鉀的影響 43
3.8 生物炭對不同作物生長的調(diào)控效應 44
3.8.1 生物炭對番茄生長的調(diào)控作用 44
3.8.2 生物炭對辣椒生長的調(diào)控作用 49
3.9 本章小結(jié) 53
參考文獻 54
第4章 大田試驗條件下炭一肥耦合對土壤改良及番茄生長性狀和產(chǎn)量的影響 55
4.1 試驗設計 55
4.2 炭肥耦合對耕層土壤理化性質(zhì)的影響 57
4.2.1 對土壤含水量的影響 57
4.2.2 對土壤孔隙度的影響 65
4.2.3 對土壤容重的影響 66
4.2.4 對土壤三相的影響 67
4.2.5 對土壤溫度的影響 68
4.2.6 對土壤電導率的影響 70
4.3 炭一肥耦合對耕層土壤養(yǎng)分的影響 70
4.3.1 對土壤有機質(zhì)的影響 70
4.3.2 對土壤堿解的影響 71
4.3.3 對土壤速效鉀和速效磷的影響 71
4.3.4 對土壤脲酶的影響 72
4.4 炭肥耦合條件下土壤水肥熱的數(shù)值模擬 73
4.4.1 聚類分析 73
4.4.2 相關分析 73
4.4.3 多元線性回歸 74
4.5 炭肥耦合對番茄生長性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 77
4.5.1 對番茄生長指標的影響 77
4.5.2 對番茄生理指標的影響 78
4.5.3 對番茄植株干物質(zhì)積累的影響 79
4.5.4 對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 80
4.6 炭一肥耦合對土壤改良及番茄生長性狀響應的結(jié)論 81
4.7 番茄產(chǎn)量水肥一熱模型 82
4.7.1 番茄產(chǎn)量與其影響因子的相關分析 82
4.7.2 影響番茄產(chǎn)量的因子間主成分分析 83
4.7.3 生物炭對番茄產(chǎn)量水肥熱模型的構(gòu)建及影響 84
4.7.4 小結(jié) 90
4.8 生物炭對土壤水肥利用效率的影響 90
4.8.1 試驗沒計 91
4.8.2 生物炭對土壤水分利用效率的影響 91
4.8.3 生物炭對土壤肥料利用效率的影響 92
4.8.4 小結(jié) 93
參考文獻 93
第5章 滴灌條件下水一炭耦合對土壤節(jié)水保肥和固碳減排綜合效應的影響 94
5.1 試驗設計一 94
5.2 水炭耦合對土壤理化性質(zhì)的影響 95
5.2.1 水炭耦合對土壤物理性質(zhì)的影響 95
5.2.2 水一炭耦合對十壤化學性質(zhì)的影響 101
5.3 水炭耦合對玉米生長指標及產(chǎn)量的影響 111
5.3.1 水一炭耦合對玉米株高的影響 112
5.3.2 水炭耦合對玉米莖粗的影響 114
5.3.3 不同水炭處理對玉米葉面積指數(shù)的影響 117
5.3.4 水炭耦合對玉米地上部干物質(zhì)累積、產(chǎn)量及產(chǎn)量要素、收獲指數(shù)的影響 119
5.4 生物炭對土壤溫室氣體排放規(guī)律的影響 122
5.4.1 不同生物炭處理水平下C02排放通量特征 122
5.4.2 不同生物炭處理水平下CH4排放通量特征 123
5.4.3 不同生物炭處理水平下N20排通量特征 125
5.4.4 生物炭對溫室氣體累積排放量、排放強度和全球增溫潛勢及溫室氣體排放強度的影響 127
5.5 玉米肥料利用效率分析及經(jīng)濟效益評價 128
5.5.1 玉米肥料利用效率分析 128
5.5.2 經(jīng)濟效益評價 129
5.6 本章小結(jié) 132
參考文獻 132
第6章 生物炭肥對土壤性質(zhì)、玉米生長及水肥利用效率的影響 135
6.1 試驗設計 135
6.2 生物炭肥對土壤水熱變化特征的影響 135
6.2.1 生物炭肥對0～20cm土壤容重的影響 135
6.2.2 生物炭肥對土壤含水率的影響 136
6.2.3 生物炭肥對土壤溫度的影響 141
6.3 生物炭肥對耕層土壤養(yǎng)分的影響 144
6.3.1 生物炭肥對玉米生育期前后耕層土壤有機質(zhì)和堿解氮含量的影響 144
6.3.2 生物炭肥對玉米生育期前后耕層土壤速效磷和速效鉀含量的影響 146
6.3.3 生物炭肥施用量與耕層土壤養(yǎng)分的相關性 147
6.4 生物炭肥對玉米生長效應和產(chǎn)量的影響 147
6.4.1 生物炭肥對玉米生長效應的影響 147
6.4.2 生物炭肥對玉米產(chǎn)量的影響 156
6.5 水、肥利用率和經(jīng)濟效益分析 159
6.5.1 不同處理水分利用率分析 159
6.5.2 不同處理肥料利用率分析 162
6.5.3 經(jīng)濟效益分析 163
6.6 本章小結(jié) 165
參考文獻 166
第7章 不同改良劑對河套灌區(qū)典型土壤理化特性及作物生長的影響 167
7.1 不同土壤改良劑對土壤垂直入滲過程的模擬試驗 167
7.1.1 試驗方法 167
7.1.2 保水劑對十壤入滲過程的影響 169
7.1.3 生物炭對土壤入滲過程的影響 172
7.1.4 生物炭對黏壤土入滲規(guī)律的模擬試驗 174
7.2 不同土壤改良劑對土壤蒸發(fā)過程的影響 178
7.2.1 試驗沒計 179
7.2.2 保水劑對土壤蒸發(fā)的影響 180
7.2.3 生物炭對土壤蒸發(fā)的影響 185
7.3 不同改良劑對土壤鹽化的影響 192
7.3.1 保水劑對土壤鹽分的影響 192
7.3.3 生物炭對土壤鹽分的影響 195
7.4 不同改良劑對土壤團聚體的影響 201
7.4.1 試驗設計 201
7.4.2 保水劑對土壤團聚體的影響 201
7.4.3 生物炭對土壤團聚體的影響 204
7.4.4 生物炭對有機質(zhì)含量的影響 207
7.5 不同改良劑對作物生長及產(chǎn)量的影響 210
7.5.1 試驗設計 210
7.5.2 保水劑對作物生長的影響 210
7.5.3 生物炭對作物生長及土壤肥力的影響 216
7.6 本章小結(jié) 224
參考文獻 225
第8章 生物炭關鍵應用技術 228
8.1 生物炭生產(chǎn)技術規(guī)程 228
8.1.1 炭化爐結(jié)構(gòu) 228
8.1.2 制炭流程及注意事項 228
8.1.3 生物炭的產(chǎn)量與理化性質(zhì) 230
8.1.4 生物炭制備巾的不足和改進 230
8.2 砂壤土種植番茄的生物炭施用技術規(guī)程 231
8.2.1 生物炭施用流程及注意事項 231
8.2.2 番茄種植生物炭關鍵應用技術及配套農(nóng)藝措施 231
8.3 經(jīng)濟效益評價 232